网络切片

他提到5G作为新一代信息通信技术和经济发展重要方向，已成为当前国际通信技术竞争的制高点。报告首先通过讲述无线移动通信的发展历程引出和概述5G通信技术，对5G网络架构和组网方式，以及网络切片、边缘计算、同步定位等5G网络关键技术作出简介，之后分享5G在电力典型业务的应用场景设计和已开展的试验验证工作，最后梳理电力5G应用研究工作待突破的任务。

新型电力系统的构建亟需先进信息通信网络等数字化技术手段强力支撑，由于电力业务涵盖源、网、荷、储等各个环节，广泛分布的电力系统设备的通信环境和条件差异性巨大，我们需要构建以地面网络为基础、空基和天基网络为补充的广域泛在先进通信能力。中国电科院基于电力物联网业务需求和能源互联网的发展方向，研究了空天地一体化网络架构以及无线通信、光通信、卫星通导遥电力应用关键技术，提出了5G网络切片管理编排和高精度空口授时方案、光网络带宽容量自主调整方案以及卫星通导遥数据组合协同应用整体框架，研制了电力5G模组、无线专网超窄带低功耗原型样机和一体化定位授时原型样机，开发了光传输网仿真平台和卫星大数据应用平台原型系统，并在典型应用场景开展试点验证，为实现空天地一体化网络演进奠定基础。本文对研究情况进行了简要总结汇报，并对新型电力系统建设过程中，“天地互备多域融合、公专互补有无结合、感传算通导遥一体、数字孪生AI赋能”的一体化网络演进进行了展望。

根据MachinaResearch最新研究报告显示，2025年全球物联网连接数将增长至270亿个，联网设备的指数式增长造成网络传输能力及中心云处理能力捉襟见肘，同时，根据思科云指数预测，截至2021年，接入网络的终端每年产生数据达847ZB，作为当今时代强有力的象征之一，移动数据呈现出爆炸式的增长，这一方面来源于持续提升的移动设备数量及其性能，另一方面也归因于不断革新的移动应用需求。其中，增量数据呈现分散性、碎片化的特点，超过50%的数据需要在网络边缘侧分析、处理与存储。云计算虽然有强大的数据处理能力，但是在面对海量的数据以及网络带宽带来的阻碍时，云计算并不能实现全面的计算覆盖。因此，传统的数据处理模式已经无法应对数据处理及网络传输的爆发式增长需求。此外，随着工业互联网、车联网、AR/VR等垂直领域的蓬勃发展，带来了大量数据传输或者低时延的新业务需求，需要数据就近处理和分析满足实时性要求。因此，边缘计算应运而生，其核心理念是将网络、计算、存储等多维度能力“下沉”，减少服务交付时延和带宽占用。学术界和标准组织从技术研究角度出发认为边缘计算是一种新的模式和一种新架构，通过应用网络切片、容器、计算迁移、边缘智能等新技术，实现计算与网络的协同演进。产业界从应用需求角度出发将边缘计算定义为一种新平台，汇聚多维资源协同调度，就近响应需求，提高资源利用率。总体来说，边缘计算不仅仅是新平台、新架构以及新模式，而是三维一体的新生态，通过在网络边缘侧汇聚网络、计算、存储、应用、智能等五类资源及能力，提高服务性能（“提速”）、开放控制能力（“敏捷”），提升用户体验，从而激发类似于移动互联网生态的新模式和新应用。

步入“十四五”，国网湖北省电力有限公司（以下简称“国网湖北电力”）锚定“华中区域领先、公司第一方阵”目标，在新的赶考路上，加快推动构建新型电力系统。

我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和（简称“双碳”目标），是党中央经过深思熟虑作出的重大战略部署。作为能源电力领域的骨干央企，国家电网大力推动能源转型，深入贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略和“双碳”工作部署，加快推动构建以新能源为主体的新型电力系统，为全面建设社会主义现代化国家提供清洁低碳、安全高效的电力保障。

5G 定义的三大场景——增强移动带宽（eMBB）、超可靠低 时延通信（uRLLC）和大规模机器通信（mMTC），具备超高带宽、超低时延、超大连接的技术特点，在能源行业各个环节，均可发挥重要作用，全面提升能源行业信息化水平。广哈通信基于 5G 新型网络架构及能源行业使用场景，开展5G 端到端网络切片及资源调度系统研发，研发网络关键设备和原型系统，研究基于5G、卫星通信等融合通信的应急组网技术，提供融合5G技术的能源行业整体解决方案。

本项目成果针对电力数据感知深度广度、融合共享不足，海量终端管理能力不足，以及各类监测终端统一管理等难题，本研究旨在打通生产运行与企业经营管理各环节，推动企业内外部资源共享，创新业务模式，推动企业转型。本成果获得国家发明专利授权6项，实用新型专利1项，软件著作权2项，发表SCI期刊论文5篇，研发出电力物联网综合管控平台1套，完成4类新一代物联网通信终端的研制，完成220kV重基站等4处5G基站共建共享，完成变电站巡检机器人等14个业务的5G通信连通性测试，同步形成南网企业标准。研究成果已在南网公司全面应用，显著项目成果将5G、人工智能、大数据等前沿技术与传统物联网技术相结合，打造了电网全域物联网平台，实现感知层、网络层和平台层的数据与能力的开放、共享，助力电力行业大数据分析；本项目平台关键指标国际领先，提高了自主可控创新能力，助力塑造世界级品牌；项目的实现填补了我国电力行业物联网平台与人工智能技术深度融合的空白，提升公司在国内外科技界的话语权和影响力。间接经济效益方面，物联网平台全网统一建设、数据“一方采集，多方应用”，南网系统内各单位应用系统通过全域物联网和数据中心实现互用。一套物联平台解决过去60余套的采集前置机，为南网公司每套节约50%的投资与运维成本，累计节约6000万的投资与运维成本。另一方面，从能源生产到运输转换以及最终消费的全产业链分析，在能源行业的生产和传输环节，本成果主要价值在于提升工作效率、降低运作成本和提高安全管控水平等，而在能源消费环节则主要是降低能耗和改善用户体验，减少公司经营成本。提升了物联网系统建设和运行效率，有力支撑南网公司数字化转型工作，成果可进一步推广至相关行业。

步入“十四五”，国网湖北省电力有限公司（以下简称“国网湖北电力”）锚定“华中区域领先、公司第一方阵”目标，在新的赶考路上，加快推动构建新型电力系统。

近日，中国电信广西公司携手南方电网广西电网公司创新5G应用，以5G网络切片技术迈出智慧电力管理探索步伐。

5G网络为能源互联网业务提供高安全、高可靠、低时延的端到端电力专网服务。2020年，国家电网有限公司提出“数字新基建”建设规划，加快发展“5G + 能源互联网”。利用5G大速率、高可靠、低时延、广连接等技术优势，聚焦输变电智能运维、电网精准负控和能源互联网创新业务应用。电力通信网是支撑智能电网发展的重要基础设施，为智能电网与各类能源服务平台提供安全、可靠、高效的信息传送通道。电力行业面临点多面广、末端连接难、运维难度大、光纤专网成本高、4G公网承载能力弱等行业痛点，如图7-7所示。智能电网的业务场景需要电网公司采用全新的技术或业务来应对。目前电网主要的通信方式为公网GPRS/3G/4G.运营商宽带、PLC、各类现场总线类通信等，通信方案在应对越来越丰富的智能配电网业务时显现的弊端越来越明显，越来越不能满足电网末端连接需求。智能配电网技术的高速发展，给目前电网特别是配电网的调度、控制和管理带来巨大挑战，众多的业务场景对网络时延、带宽、可靠性等方面有着明确的要求，具体业务场景对网络的要求见表7-1。由此可见，通信是智能电网快速发展的关键因素，而具备大连接、大带宽、低时延等技术特征的5G技术十分契合智能电网的通信需求。在智能配电通信接入网中，通过5G网络发挥其超大规模连接、超低时延的优势，承载智能电网的终端与网络的交互，满足电网不同安全区的业务需求。 5G智能电网具有高安全、高可靠、低时延、实时、可控、灵活、经济等特点。①部署灵活。5G网络可为差动保护、精准控制等电力核心业务提供10ms以内的超低时延传 输、小于1RS的精确授时功能，相比较于光纤通信，具有很强的灵活性。②传输可靠。电网业务对通信网络的可靠性要求高，随着5G切片和TSN等技术的成熟商用，将为电网关键业务提供99. 999%的可靠性保障。③安全隔离。5G为电网不同安全区业务（如管理区、生产区）提供物理、逻辑资源等层次的隔离，实现安全分区、专网专用；通过5G切片，可实现端到端的安全通信，同时结合MEC本地分流，保障电网数据安全。④能力开放。电力企业可利用公网运营商提供的网络切片定制、规划部署、运行监控等功能，可利用公网运营商开放给用户的各类数据、通信终端或模组采集的各类数据，更好地支撑智能电网运维管理。